Барабанный смеситель и способ производства асфальтобетона

 

Барабанный смеситель предназначен для получения асфальтобетона. Наклонный противоточньй вращающийся барабанный смеситель имеет наконечник горелки, находящийся в промежуточном положении между впускным отверстием для заполнителя на одном торце барабана и выпускным отверстием для асфальтобетона на противоположном торце барабана. Вентилятор подает дополнительный воздух к горелке через трубу для транспортирующего воздуха с отверстием, сообщающимся со смесительной камерой, расположенной между наконечником горелки и разгрузочным торцем барабана, для всасывания газов из смесительной камеры с целью обеспечения их протекания через пламя горелки. Всасывание создает отрицательное давление в смесительной камере, вызывающее обратный поток части газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры в смесительную камеру для предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала, поступающего в смесительную камеру. Вторично используемый асфальтосодержащий материал предварительно нагревается за счет выполнения камеры предварительного нагрева рядом с зоной пламени, не имеющей прямого контакта с пламенем, для предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала. Горячий и высушенный не бывший в употреблении заполнитель смешивается с вторично используемым асфальтосодержащим материалом в камере предварительного нагрева. Предусмотрены клапаны для предотвращения выхода газов, выделившихся из вторично используемого асфальтосодержащего материала в камере предварительного нагрева, в сушильную камеру. Повышается эффективность процесса и уменьшается образование загрязняющих веществ. 2 с. и 18 з.п.ф-лы, 10 ил.

Настоящее изобретение относится к барабанному смесителю для нагрева и сушки заполнителя и смешивания заполнителя с жидким асфальтом и/или с пригодным к переработке для вторичного использования асфальтосодержащим материалом с целью образования асфальтобетона и, в частности, относится к противоточному барабанному смесителю с рециркуляцией потока горячего газа и предварительным нагревом пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала.

Известны, разработаны и/или использовались многочисленные и различные типы барабанных смесителей для получения асфальтобетона. В частности, из патента США 5054931 кл. B 01 F 9/06, 8.10.91 известен барабанный смеситель для производства асфальтобетона и способ его получения, содержащий вращающийся барабан с расположенным рядом с торцем впускным отверстием для заполнителя и расположенное рядом с другим торцем выпускное отверстие, горелка расположена в барабане, имеет наконечник для создания пламени и ограничения зоны сгорания, расположенный в промежуточном положении между торцами барабана и разделяющий его на сушильную и смесительную камеры, расположенные соответственно между наконечником и первым торцем барабана и между наконечником и его вторым торцем; трубу для подачи жидкого асфальта в смесительную камеру, источник воздуха под давлением, первую трубу, сообщенную с указанным источником воздуха под давлением для подачи его в зону сгорания, при этом смеситель обеспечивает ввод заполнителя рядом с первым торцем барабана для обеспечения его прохода в направлении второго противоположного торца, размещение наконечника горелки внутри барабана в промежуточном положении между его торцами с ограничением сушильной камеры для заполнителя между наконечником горелки и первым торцем барабана и смесительной камеры между наконечником и вторым торцем; образование горячих газообразных продуктов сгорания у наконечника горелки, их проход в сушильную камеру в противотоке к потоку заполнителя, смешивание высушенного горячего заполнителя с асфальтом в смесительной камере и протекание газов из смесительной камеры в зону сгорания, образованную наконечником горелки. Однако известные технические решения имеют недостатки, например образование "синего дыма", возникающего при горении и/или при улетучивании асфальта. Это вызывает проблемы с точки зрения охраны окружающей среды. Таким образом задача изобретения состоит в устранении указанного недостатка, а также в повышении эффективности нагрева как не бывшего в употреблении заполнителя, так и вторично используемого асфальтосодержащего материала, имея в виду большой вес материалов, проходящих через смеситель.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в известный барабанный смеситель для производства асфальтобетона, содержащий барабан, который может вращаться и имеет впускное отверстие рядом с первым торцем указанного барабана для приема заполнителя с тем, чтобы заполнитель проходил вдоль барабана ко второму торцу барабана, противоположного первому торцу, и выпускное отверстие рядом с вторым торцем для выпуска асфальтобетона; горелку, расположенную в барабане и имеющую наконечник горелки для создания пламени, ограничивающий зону сгорания и расположенный в промежуточном положении между первым и вторым торцами барабана, причем наконечник горелки разделяет барабан на сушильную камеру между наконечником горелки и первым торцем барабана и смесительную камеру между наконечником горелки и вторым торцем барабана, причем наконечник горелки создает горячие газообразные продукты сгорания для прохода через сушильную камеру к первому торцу барабана в противотоке к потоку заполнителя от первого торца через сушильную камеру к второму торцу барабана для высушивания заполнителя; трубу для подачи жидкого асфальта в указанную смесительную камеру для смешивания с заполнителем, нагретым горячими газообразными продуктами сгорания, и для образования асфальтобетона; источник воздуха под давлением; первую трубу, сообщающуюся с указанным источником воздуха под давлением для подачи воздуха в зону сгорания и имеющую отверстие, сообщающееся со смесительной камерой для всасывания газов, находящихся в смесительной камере, с целью обеспечения их прохода в направлении зоны сгорания и внутрь нее, в соответствии с изобретением дополнительно вводят канал для газа, выполненный для обеспечения прохода газов из сушильной камеры в смесительную камеру, а в первой трубе выполняют отверстие для всасывания газа из смесительной камеры и создания перепада давлений между сушильной камерой и смесительной камерой, достаточного для образования потока газов из сушильной камеры через канал для газов в смесительную камеру в противотоке по отношению к потоку газообразных продуктов сгорания через сушильную камеру к первому торцу барабана.

Желательно снабдить барабанный смеситель второй трубой, сообщающейся с источником воздуха под давлением для подачи воздуха для горения наконечнику горелки, и клапаном для регулирования потока воздуха через первую и вторую трубы с целью регулирования объема газа, всасываемого из смесительной камеры через первую трубу.

На стороне барабана желательно предусмотреть по меньшей мере одно отверстие и трубу между этим отверстием и зоной сгорания для подвода дополнительного воздуха через одно отверстие и трубу для подвода дополнительного воздуха к зоне сгорания.

Целесообразно снабдить барабанный смеситель камерой предварительного нагрева, расположенной вокруг барабана и имеющей теплообмен с барабаном, причем обеспечивается сообщение камеры предварительного нагрева с отверстием для подачи предварительного нагретого воздуха в зону сгорания. Барабанный смеситель может иметь множество труб между камерой предварительного нагрева и зоной сгорания, расположенных по окружности на некотором расстоянии друг от друга.

Обычно трубы расположены под углом к радиусу барабана для придания вихревого движения предварительно нагретому воздуху в зоне сгорания.

Желательно, чтобы трубы для подачи жидкого асфальта имела множество распылительных головок для распыления асфальта внутрь смесительной камеры и для захватывания находящихся в воздухе твердых частиц в зоне смешивания.

Целесообразно ввести в барабанный смеситель камеру предварительного нагрева, выполненную в барабане рядом с зоной сгорания, для приема пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала и имеющую возможность теплообмена с барабаном, для предварительного нагрева пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала внутри камеры предварительного нагрева, впускной канал в камеру предварительного нагрева для добавления пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала в камеру предварительного нагрева, причем камера предварительного нагрева имеет выпускное отверстие, расположенное между зоной сгорания и вторым торцем барабана, для выпуска предварительно нагретого пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала в смесительную камеру. Желательно при этом предусмотреть впускное отверстие в камеру предварительного нагрева для приема части нагретого заполнителя из сушильной камеры для смешивания с пригодным к переработке для вторичного использования асфальтосодержащим материалом в камере предварительного нагрева. Желательно также ввести в барабанный смеситель клапан для предотвращения прохода газов, находящихся внутри камеры предварительного нагрева, в сушильную камеру. При этом камера предварительного нагрева может быть ограничена кольцевым каналом вокруг внешней поверхности барабана. При этом камера предварительного нагрева может быть ограничена кольцевым каналом вокруг указанного барабана и может проходить, в основном, в осевом направлении барабана; и может иметься впускное отверстие в камеру предварительного нагрева для прохода заполнителя из сушильной камеры в камеру предварительного нагрева с целью смешивания с пригодным к переработке для вторичного использования асфальтосодержащим материалом, причем выпускное отверстие из камеры предварительного нагрева желательно расположить ниже впускного отверстия в направлении потока заполнителя для выпуска пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала и заполнителя вместе в указанную смесительную камеру.

Далее задача изобретения решается также благодаря тому, что в известном способе получения асфальтобетона, содержащем операции: ввода заполнителя рядом с первым торцем барабанного смесителя для обеспечения его прохода в направлении второго противоположного торца указанного барабанного смесителя; размещения наконечника горелки внутри указанного барабанного смесителя в промежуточном положении между торцами барабана, причем наконечник горелки ограничивает сушильную камеру для заполнителя между наконечником горелки и первым торцем барабанного смесителя и смесительную камеру между наконечником горелки и вторым торцем барабанного смесителя; образования горячих газообразных продуктов сгорания у наконечника горелки для их прохода через сушильную камеру в противотоке по отношению к потоку заполнителя через барабанный смеситель; смешивания горячего и высушенного заполнителя с асфальтом в смесительной камере для образования асфальтобетона; и протекания газов из смесительной камеры в зону сгорания, образованную наконечником горелки, в соответствии с изобретением обеспечивают всасывание газов из указанной смесительной камеры в результате протекания воздуха к наконечнику горелки и образование перепада давлений между смесительной камерой и сушильной камерой для понуждения протекания части газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры в смесительную камеру в противотоке к направлению потока горячих газообразных продуктов сгорания в сушильной камере. Желательно, чтобы способ включал регулирование состава смеси воздуха и газа из смесительной камеры, подаваемой в горелку. Желательно также, чтобы способ включал предварительный нагрев воздуха, подаваемого к горелке, путем выполнения камеры предварительного нагрева вокруг барабана, имеющей теплообмен с горячими газообразными продуктами сгорания. Кроме того, предпочтительно подавать предварительно нагретый воздух в виде вихря с целью повышения эффективности работы горелки.

Целесообразно, чтобы способ включал ввод вторично используемого асфальтосодержащего материала в смесительную камеру и предварительный нагрев вторично используемого асфальтосодержащего материала перед вводом его в смесительную камеру.

Желательно также, чтобы имело место смешивание горячего и высушенного заполнителя из сушильной камеры с вторично используемым асфальтосодержащим материалом перед вводом вторично используемого асфальтосодержащего материала в смесительную камеру. Предпочтительно предусмотреть в способе выполнения камеры предварительного нагрева вокруг барабана для предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала и для, в основном, предотвращения потока газов из камеры предварительного нагрева, расположенной вокруг барабана, в сушильную камеру.

При этом вторично используемый асфальтосодержащий материал предварительно нагревают в камере со стенками, удерживающими материал, и вводят пыль во вторично используемый асфальтосодержащий материал перед вводом вторично используемого асфальтосодержащего материала в смесительную камеру для предотвращения прилипания вторично используемого асфальтосодержащего материала к стенкам камеры предварительного нагрева в процессе предварительного нагрева.

Далее изобретение поясняется с помощью чертежей, на которых: фиг. 1 представляет собой схематическое продольное сечение с рядом удаленных деталей, показывающее противоточный барабанный смеситель по настоящему изобретению; фиг. 2 представляет собой изображение, аналогичное фиг. 1, которое показывает впускной канал в барабане для вторично используемого асфальтосодержащего материала в случае, когда он расположен перед горелкой; фиг. 3 представляет собой изображение, аналогичное фиг. 1, которое показывает ввод вторично используемого асфальтосодержащего материала в камеру предварительного нагрева и смешивание этого материала с заполнителем в камере предварительного нагрева; фиг. 4 представляет собой изображение, аналогичное фиг. 1, которое показывает следующий вариант исполнения камеры предварительного нагрева для вторично используемого асфальтосодержащего материала и заполнителя; и фиг. 5-9A показывает различные варианты исполнения изобретения для смешивания горячего и сухого заполнителя с вторично используемым асфальтосодержащим материалом при одновременном предотвращении перетекания газов из камеры предварительного нагрева в сушильную секцию.

В графических материалах, в частности, на фиг. 1, показан противоточный барабанный смеситель, обозначенный в целом поз. 10. Имеется в виду, что барабанный смеситель 10 содержит цилиндрический барабан 12, смонтированный на непоказанных роликах, как правило, в горизонтальном наклонном положении и с возможностью вращения вокруг своей оси. В частности, барабан 12 имеет впускное отверстие 14 на своем верхнем торце для подачи заполнителя в барабан. На верхнем торце барабана также показано выпускное отверстие 16 для отработавших газов, предназначенное для приема горячих газов из барабана и прохода этих газов в непоказанный пылеуловитель с рукавными фильтрами для очистки и окончательного выпуска газов в атмосферу. В нижнем или находящемся ниже по направлению потока (заполнителя) торце барабана выполнено выпускное отверстие 18 для готового асфальтосодержащего материала, предназначенное для выпуска готовой горячей смеси на подъемник для транспортировки в бункер для хранения или в ожидающий грузовой автомобиль.

Узел горелки из множества труб, в целом обозначенный поз. 20, проходит через газоход у нижнего торца барабана и служит опорой наконечнику 22 горелке, расположенному в промежуточном положении между торцами барабана и образующему зону пламени FZ или зону сгорания. Наконечник горелки расположен таким образом, чтобы ограничить как сушильную секцию или камеру 24 барабана между наконечником 22 горелки и торцем барабана с впускным отверстием для заполнителя, так и смесительную секцию или камеру 26, расположенную между наконечником 22 горелки и торцем барабана с отверстием для выпуска горячей смеси. Как показано, смесительная камера 26 представляет собой кольцевую камеру, ограниченную стенками барабана и наружной стенкой узла 20 горелки, состоящего из множества труб. Непоказанные пластины расположены на некотором расстоянии друг от друга по окружности около внутренней стенки сушильной секции и в продольном направлении вдоль нее, чтобы перемещать и прикрывать заполнитель, поступающий в барабан у верхнего торца барабана. В зоне барабана, окружающей зону пламени FZ, имеется или ряд пластин, или специальные пластины (скребки) для предотвращения падения заполнителя в зону сгорания. Кроме того, за наконечником горелки в зоне смешивания предусмотрены закрывающие пластины, за которыми следуют смешивающие пластины, заканчивающиеся рядом с выпускным торцем барабана. Таким образом, горячие газообразные продукты сгорания от наконечника 22 горелки проходят в противотоке к направлению потока не бывшего в употреблении заполнителя в сушильной секции и проходят сквозь прикрытый заполнитель с целью удаления пыли и влаги из заполнителя. Газы выходят из барабана через отверстие 16 для отработавших газов по пути в пылеуловитель с рукавными фильтрами. Таким образом, видно, что не бывший в употреблении заполнитель вводится в барабан через впускное отверстие 14, высушивается в сушильной секции 24 горячими газообразными продуктами сгорания от горелки 22 и проходит мимо наконечника 22 горелки в смесительную камеру 26, в которой высушенный и очищенный заполнитель смешивается с жидким асфальтом, подаваемым (в) смесительную камеру 26 по трубе 30 для жидкого асфальта, или с вторично используемым асфальтосодержащим материалом, поступающим в смесительную камеру 26 через впускной канал 32 для вторично используемого асфальтосодержащего материала, или с обоими материалами. Труба 30 для подачи жидкого асфальта имеет множество сопел для распыления жидкого асфальта на заполнитель, скапливающийся в нижней части вращающегося барабана, тем самым заполнитель и жидкий асфальт тщательно перемешиваются при вращении барабана. Рациональным образом пыль и другие твердые частицы захватываются в распыленном асфальте, когда он подается на заполнитель. Конструкция впускного канала 32 для вторично используемого материала, поступающего во вращающийся барабан, хорошо известна в данной области, и поэтому детали ее здесь не приводятся.

Трубчатый узел 20 горелки содержит центральную распыляющую трубу 34 для подачи воздуха высокого давления в наконечник 22 горелки. Байпасная труба 36 концентрически окружает трубу 34 высокого давления, ограничивая кольцевой байпасный канал 38 между ними для подачи байпасированного воздуха в пламя горелки. Труба 40 для транспортирующего воздуха концентрически окружает байпасную трубу 36, расположена на некотором расстоянии от нее и предназначена для подвода дополнительного воздуха в пламя горелки. Труба 40 для транспортирующего воздуха образует часть отводной системы для отвода (циркуляции) горячих газов из потока горячих газов в сушильной секции через кольцевую смесительную секцию 26 и в зону пламени, тем самым температура в зоне смешивания рациональным образом повышается, и несгоревшие летучие соединения, находящиеся в смесительной камере, транспортируются через трубу для транспортирующего воздуха в пламя. В частности, трубы 40 для транспортирующего воздуха имеет щель (зазор) или отверстие 42, предпочтительно кольцевое, сообщающееся со смесительной камерой 26 и с кольцевой камерой между трубами 36 и 40. Обеспечивая наличие вентилятора вне барабана для подачи высокоскоростного потока воздуха в канал для транспортирующего воздуха, получают, что транспортирующий воздух, обладающий высокой кинетической энергией, вызывает всасывание газов из смесительной камеры 26 через отверстие 42 в канал для транспортирующего воздуха. Таким образом, чистый атмосферный воздух смешивается с нагретыми газами из смесительной камеры, содержащими летучие соединения, пар и твердые частицы, и переносят их в пламя. Естественно, что транспортирующий воздух повышает содержание кислорода в газах из смесительной камеры и обеспечивает возможность их предварительного смешивания, способствуя более быстрому и полному сгоранию любых углеводородов в газах. Вследствие высокой скорости в канале транспортирующего воздуха, в основном, предотвращается отложение пыли или других твердых частиц в этом канале. Кроме того, отводная система может вращаться вместе с барабаном, устраняя любое накапливание материалов внутри или снаружи концентрических труб. Следовательно, данная конструкция обеспечивает всасывание газов, включая пар и синий дым, при одновременном значительном уменьшении транспортирования твердых частиц в зону смешивания, включая вкрапления или прожилки асфальта, для подачи воздуха для горения в горелку. Это обеспечивается путем выполнения отводной системы с требующим небольшого технического обслуживания вентилятором, причем это может быть тот же вентилятор, который подает воздух для горения в горелку. Кроме того, вентилятор не подвергается воздействию внутреннего содержимого барабана и по причине отсутствия такого воздействия может представлять собой устройство, требующее небольшого технического обслуживания и ремонта.

Кроме того, рационально, что транспортирующий воздух, проходящий через канал для транспортирующего воздуха, при всасывании газов из смесительной камеры 26 создает пониженное или отрицательное давление в смесительной камере 26. Это отрицательное или пониженное давление, в свою очередь, заставляет часть горячих газообразных продуктов сгорания в сушильной камере изменять направление своего течения от горелки к верхнему торцу барабана на направление потока, совпадающее с направлением потока заполнителя, поступающего в смесительную камеру. Эти высокотемпературные газы, например, с температурой порядка 800 - 2000^oF ускоряют процесс путем подвода дополнительного тепла к материалам заполнителя, включая любой вторично используемый асфальтосодержащий материал, по мере того как эти материалы проходят в смесительную камеру. Любая возвращенная пыль, собранная в системе очистки отработавших газов от твердых частиц, например, из пылеуловителя с рукавными фильтрами, может быть также добавлена на вторично используемый асфальтосодержащий материал для размещения в смесительной камере. Эти материалы, как правило, находятся при температуре, которая значительно ниже требуемой температуры готовой смеси. Кроме того, вторично используемый асфальтосодержащий материал может содержать значительное количество влаги. Дополнительное тепло, обеспечиваемое за счет ввода газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры в смесительную камеру, повышает производительность процесса, поскольку в ином случае энергия, требуемая для нагрева и сушки вторично используемого асфальтосодержащего материала и пыли, обеспечивалась бы только горячими не бывшими в употреблениями заполнителями. Таким образом, в конструкции по настоящему изобретению часть горячих газов всасывается в смесительную камеру, где эти горячие газы нагревают не бывший в употреблении заполнитель, вторично используемый асфальтосодержащий материал и пыль. Теплопередача от горячих газов, проходящих из сушильной секции в смесительную секцию, может быть увеличена путем выполнения закрывающих пластин в этой секции барабана. Кроме того, поскольку в газообразных продуктах сгорания, в основном, отсутствует кислород, а пар, выходящий из вторично используемого асфальтосодержащего материала, стремится закрыть битумный вяжущий материал, значительно уменьшается или устраняется окисление материалов в процессе передачи тепла от газообразных продуктов сгорания к заполнителем.

Регулирование потока воздуха, поступающего к горелке, также может выполняться путем регулирования с помощью клапана потока воздуха, выходящего из вентилятора в каналы для транспортирующего и байпасированного воздуха. Таким образом, если увеличивается или уменьшается поток транспортирующего воздуха, соответственно происходит пропорциональное уменьшение или увеличение потока байпасированного воздуха. Следовательно, суммарный поток воздуха для горения, подаваемого к горелке, будет постоянным. Клапан для этой цели может содержать гильзу 39, установленную концентрично вокруг гильзы 41 для ввода воздуха в канал для транспортирующего воздуха. Гильза 39 имеет выступающую радиально наружу и в осевом направлении часть 43, диаметр которой немного больше, чем диаметр входного конца трубы 40 для транспортирующего воздуха. Путем регулирования положения гильзы 39 в осевом направлении относительно впускного отверстия трубы Е40 можно соответственно уменьшить или увеличить зазор 42. Таким образом, можно изменить смесь транспортирующего воздуха и газов из смесительной камеры, подаваемую в пламя. Для этой цели могут использоваться и другие типы клапанов, например, дозирующая задвижка для дозированной подачи воздуха в канал для транспортирующего воздуха и в канал для байпасированного воздуха. Кроме того, предварительно нагретый атмосферный воздух может подаваться непосредственно в пламя горелки и таким образом, чтобы повысить полноту сгорания. С этой целью вокруг барабана 12 в зоне рядом с горелкой и выше горелки по ходу (заполнителя) может быть предусмотрена кольцевая камера 47, как показано на фиг. 1. Конец камеры 47 открыт в атмосферу, и воздух, подаваемый в камеру, предварительно нагревается теплотой, излучаемой через стенку барабана. В том месте относительно оси барабана, которое, в основном, соответствует месту расположения наконечника горелки, кольцевая камера 47 сообщается с пламенем горелки через множество расположенных на некотором расстоянии друг от друга по окружности трубок или (полых) спиц 49. Предпочтительно, если трубки расположены под углом к радиусу таким образом, что предварительно нагретый воздух, поступающий в пламя горелки, имеет тангенциальную составляющую скорости, за счет этого воздуху, подаваемому в пламя горелки, придается вихревое движение.

Как упоминалось ранее, одна из проблем, связанных с противоточными барабанными смесителями, заключалась в том, что в смесителях этого типа по предшествующему техническому уровню тепло для сушки и нагрева вторично используемых асфальтосодержащих материалов, вводимых в зону смешивания, обеспечивалось только перегретыми не бывшими в употреблении заполнителями. Способ предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала показан на фиг. 2. На этом рисунке показано, что кольцевая камера 45 предварительного нагрева выполнена на внутренней стороне барабана с помощью радиальной внутренней стенки 46, которая удерживает вторично используемый асфальтосодержащий материал, поступивший через впускной канал 32 для этого материала, в кольцевой камере предварительного нагрева. Выход из камеры расположен ниже по ходу в направлении потока заполнителя от наконечника горелки, тем самым вход вторично используемого асфальтосодержащего материала в зону смешивания происходит за зоной пламени и наконечником горелки. Таким образом, камера 45 предварительно нагревается (тепловым) излучением. Следует заметить, что наружная сторона кожуха барабана защищена камерой предварительного нагрева и стенкой 46 от теплоты сгорания. Кроме того, как упоминалось ранее, пыль, возвращаемая из системы выпуска отработавших газов, может вводиться вместе с вторично используемым асфальтосодержащим материалом в камеру 45 предварительного нагрева.

Хотя предварительный нагрев вторично используемого асфальтосодержащего материала является рациональным, этот материал стремится прилипнуть к стенке камеры предварительного нагрева, образуя углеродистое отложение, препятствующее теплопередаче. Это также может вызвать попадание кусков вторично используемого асфальтосодержащего материала больших размеров в готовую смесь. Как показано на фиг. 3, с целью устранения этих проблем вторично используемый асфальтосодержащий материал может смешиваться с частью горячего и высушенного не бывшего в употреблении заполнителя из сушильной камеры. В этом случае камера 50 предварительного нагрева выполняется вдоль наружной стороны барабана с помощью концентрично удаленной (от стенки барабана) на некоторое расстояние наружной стенки 52 и закрыта на своих противоположных концах стенкам, доходящими до барабана. Внутри камеры имеется непрерывная спиральная пластина 54 для подачи вторично используемого асфальтосодержащего материала от впускного канала 32a для этого материала к выпускному отверстию 56 камеры 50 предварительного нагрева по мере вращения барабана. Для предотвращения образования отложений вторично используемого асфальтосодержащего материала внутри камеры предварительного нагрева в стенке барабана выше впускного канала 32a для вторично используемого асфальтосодержащего материала выполнен ряд расположенных по окружности на некотором расстоянии друг от друга отверстий 60. Таким образом, часть горячего и высушенного не бывшего в употреблении заполнителя, текущего через сушильную камеру, проходит через отверстия 60 в камеру 50 предварительного нагрева, где горячий заполнитель смешивается с вторично используемым асфальтосодержащим материалом, по мере того как комбинированная смесь проходит к выпускному отверстию 56 и в смесительную камеру. По мере того как горячий не бывший в употреблении заполнитель смешивается с вторично используемым асфальтосодержащим материалом в камере 50, этот материал подвергается предварительному нагреву теплом, передаваемым от горячего, не бывшего в употреблении заполнителя. При некоторых заполнителях и вторично используемых асфальтосодержащих материалах пыль, возвращаемая из системы выпуска отработавших газов, или добавочный минеральный наполнитель, могут добавляться к вторично используемому асфальтосодержащему материалу для предотвращения прилипания этого материала к стенкам и устранения необходимости в добавлении заполнителя.

Однако было обнаружено, что важно предотвратить улетучивание газов, выделяющихся из вторично используемого асфальтосодержащего материала по мере его предварительного нагрева в камере 50, из камеры предварительного нагрева через впускные отверстия 60 для заполнителя в сушильную секцию, что может вызвать проблемы с точки зрения загрязнения окружающей среды. С этой целью отверстия 60 расположены выше впускного канала 32a для вторично используемого асфальтосодержащего материала. Альтернативно, как показано на фиг. 4, отверстия 60 могут быть расположены на задней стороне спиральной пластины 54 таким образом, что не бывшие в употреблении заполнители будут сталкиваться в низ барабана по одной стороне изогнутой пластины, а ввод вторично используемого асфальтосодержащего материала будет происходить по противоположной стороне изогнутой пластины. Это также предотвращает выпадение не бывшего в употребление заполнителя через входной канал для вторично используемого асфальтосодержащего материала. Нет необходимости, чтобы спиральная пластина 54 проходила по всей длине кольцевого канала, но она может проходить только через переходную зону, оставляя оставшуюся часть камеры предварительного нагрева свободной от пластин или только с подъемными пластинами. Подъемные пластины особенно полезны для придавливания материала к внутренней поверхности барабана для лучшей теплопередачи.

Чтобы удержать газы, выделяющиеся из вторично используемого асфальтосодержащего материала, предварительно нагреваемого в камере 50, от выхода через отверстия 60 для не бывшего в употреблении заполнителя в сушильную камеру, в камере 50 предварительного нагрева может поддерживаться более отрицательное давление, чем давление внутри зоны пламени в сушильной секции. Чтобы реализовать это, может быть предусмотрен вентилятор 62 (фиг. 3) для всасывания газов из камеры 50 предварительного нагрева и ввода этих газов в смесительную камеру 26 для последующего уничтожения газов, когда они проходят через пламя сушильной камеры с остатком газов, которые выделяются в смесительной камере.

В альтернативном варианте исполнения для предотвращения выхода газов, выделившихся из вторично используемого асфальтосодержащего материала, предварительно нагретого в камере 50, в сушильную секцию могут быть предусмотрены навесные дверцы (фиг. 5), предназначенные для открывания и закрывания впускных отверстий 60 для не бывшего в употреблении заполнителя. Таким образом, дверцы 66 закреплены на шарнирах и расположены в соответствии с направлением вращения барабана так, что они открываются, когда дверцы повернуты в их самые низкие положения при наличии заполнителя внутри барабана, проходящего через отверстия 60a, и при открытых дверцах в камеру 50 предварительного нагрева. Когда барабан вращается, например, в направлении против часовой стрелки, показанном на фиг. 5, дверцы 66 поворачиваются в закрытое положение, как правило, при подъеме внутри барабана, соответствующем уровню слоя заполнителя вдоль нижней стороны барабана, тем самым предотвращающая проход газов между камерой 50 предварительного нагрева и сушильной камерой. На каждой дверце может быть размещен непоказанный регулируемый упор для ограничения размера отверстия для прохода не бывшего в употреблении заполнителя в камеру 50 предварительного нагрева.

На фиг. 6 показан другой вариант исполнения клапанной конструкции для предотвращения прохода газов между камерой предварительного нагрева и сушильной камерой. В этом варианте исполнения сплющенная цилиндрическая секция 70 с диаметром, большим, чем диаметр барабана, образующий сушильную секцию, но меньшим, чем диаметр наружной стенки камеры предварительного нагрева, свободно подвешена в камере предварительного нагрев с зазором от стенки барабана. Незакрепленное кольцо 70 лежит на отверстиях 60 между сушильной камерой и камерой предварительного нагрева. Когда барабан вращается, кольцо 70 поднимается вверх в барабане, чтобы открыть отверстия 60 в той зоне сушильной камеры, где не бывший в употреблении заполнитель образует слой в камере. Таким образом, не бывший в употреблении заполнитель проходит сквозь отверстия 60 в камеру 50 предварительного нагрева, когда уплотнительное кольцо 70 закрывает или перекрывает оставшиеся отверстия, открытые в сушильную камеру. Поток не бывшего в употреблении заполнителя через открытые отверстия предотвращает противоток газов из камеры предварительного нагрева в сушильную камеру.

Предпочтительно, если кольцо 70 выполнено из упругого материала, такого как тонкая калиброванная нержавеющая сталь, которая при установке провисает. Это обеспечит возможность того, что кольцо будет соответствовать барабану, принимая вытянутую или сплющенную цилиндрическую форму, как показано на фиг. 6. Вес заполнителя, действующий на уплотнительное кольцо 70, будет также стремиться заставить его соответствовать конфигурации цилиндрического барабана, эффективно герметизируя отверстия в верхней части и на сторонах барабана. Не бывший в употреблении заполнитель, поступающий в камеру предварительного нагрева, проходит к нижнему торцу барабана за счет наклона барабана. Могут быть выполнены непоказанные упоры для предотвращения аксиального смещения незакрепленного уплотнительного кольца 70 в направлении разгрузочного торца барабана с не бывшим в употреблении заполнителем и для удерживания кольца в осевом положении, при котором оно лежит на отверстиях 60.

На фиг. 7 показано уплотнительное кольцо 70a конической формы, то есть выполненное в виде усеченного конуса. Когда коническое кольцо 70a расположено вокруг барабана 12, плоская внутренняя поверхность кольца входит в контакт с верхней частью и сторонами барабана, чтобы закрыть отверстия 60. В нижней части барабана кольцо 70a находится на некотором расстоянии от отверстий 60, обеспечивая возможность прохода заполнителя из сушильной секции в камеру предварительного нагрева. Коническое кольцо 70a также способствует проходу заполнителей из отверстий 60 к разгрузочному торцу за счет наклона внутренней поверхности кольца в нижней части барабана, как показано (на фиг. 7).

На фиг. 8 показано, что вместо конического или имеющего форму усеченного конуса кольца 70a может применяться цилиндрическое кольцо 70b, взаимодействующее с конической поверхностью 80, выполненной на наружной стенке барабана 12 в сушильной секции. Результат аналогичен варианту исполнения по фиг. 7, описанному выше.

На фиг. 9 показана внутренняя камера 50c предварительного нагрева, а на фиг. 9A показана внешняя камера 50d предварительного нагрева. В обоих случаях кольцо 70c или 70d, имеющее поперечное сечение в виде угольника, применяется совместно с фланцем 82c или 82d. В случае применения внутренней камеры 50c предварительного нагрева фланец 82c выступает радиально внутрь от наружной стенки барабана, а в случае внешней камеры предварительного нагрева фланец выступает радиально внутрь от наружной стенки камеры предварительного нагрева. Эти фланцы взаимодействуют с незакрепленным кольцом 70c или 70d с поперечным сечением в форме угольника для обеспечения, в основном, серповидного канала для прохода не бывшего в употреблении заполнителя из отверстий 60 мимо кольца в нижней части барабана. Естественно, что кольцо герметизирует отверстие между фланцем и стенкой барабана у сторон барабана и в верхней части барабана, предотвращая выход газов из кольцевой камеры предварительного нагрева в сушильную камеру, одновременно обеспечивая возможность прохода заполнителя через отверстия 60 в камеру предварительного нагрева для нагрева и предварительного смешивания с вторично используемым асфальтосодержащим материалом, поступающим в камеру 50.

Хотя изобретение описано на примере исполнения, который в настоящее время считается наиболее практичным и предпочтительным, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытым вариантом исполнения, но, напротив, предназначено для того, чтобы охватить различные модификации и равнозначные конструкции, находящиеся в рамках идеи и объема приложенной формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Барабанный смеситель для производства асфальтобетона, содержащий барабан, который может вращаться и имеет впускное отверстие рядом с первым торцем указанного барабана для приема заполнителя с тем, чтобы заполнитель проходил вдоль барабана ко второму торцу барабана, противоположному первому торцу, и выпускное отверстие рядом с вторым торцем для выпуска асфальтобетона; горелку, расположенную в барабане и имеющую наконечник горелки для создания пламени, ограничивающий зону сгорания и расположенный в промежуточном положении между первым и вторым торцами барабана, причем наконечник горелки разделяет барабан на сушильную камеру между наконечником горелки и первым торцем барабана и смесительную камеру между наконечником горелки и вторым торцом барабана, причем наконечник горелки создает горячие газообразные продукты сгорания для прохода через сушильную камеру к первому торцу барабана в противотоке к потолку заполнителя от первого торца через сушильную камеру к второму торцу барабана для высушивания заполнителя; трубу для подачи жидкого асфальта в указанную смесительную камеру для смешивания с заполнителем, нагретым горячими газообразными продуктами сгорания, и для образования асфальтобетона; источник воздуха под давлением; первую трубу, сообщающуюся с указанным источником воздуха под давлением для подачи воздуха в зону сгорания и имеющую отверстие, сообщающееся со смесительной камерой для всасывания газов, находящихся в смесительной камере, с целью обеспечения их прохода в направлении зоны сгорания и внутрь нее, отличающийся тем, что дополнительно содержит канал для газа, выполненный в барабане для обеспечения прохода газов из сушильной камеры в смесительную камеру, а первая труба имеет отверстие для всасывания газа из смесительной камеры и создания перепада давлений между сушильной камерой и смесительной камерой, достаточного для образования потока газов из сушильной камеры через канал для газов в смесительную камеру в противотоке по отношению к потоку газообразных продуктов сгорания через сушильную камеру к первому торцу барабана.

2. Барабанный смеситель по п.1, отличающийся тем, что содержит вторую трубу, сообщающуюся с источником воздуха под давлением для подачи воздуха для горения к наконечнику горелки, и клапан для регулирования потока воздуха через указанные первую и вторую трубы с целью регулирования величины (объема) газа, всасываемого из смесительной камеры через первую трубу.

3. Барабанный смеситель по п.1, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере одно отверстие на стороне указанного барабана и трубу между отверстием на стороне барабана и зоной сгорания для подвода дополнительного воздуха через одно отверстие и трубу для подвода дополнительного воздуха к зоне сгорания.

4. Барабанный смеситель по п.3, отличающийся тем, что содержит камеру предварительного нагрева, расположенную вокруг барабана и имеющую теплообмен с барабаном, причем камера предварительного нагрева сообщается с отверстием для подачи предварительно нагретого воздуха в зону сгорания.

5. Барабанный смеситель по п.4, отличающийся тем, что содержит множество труб между камерой предварительного нагрева и зоной сгорания, которые расположены по окружности на некотором расстоянии друг от друга.

6. Барабанный смеситель по п.5, отличающийся тем, что трубы расположены под углом к радиусу барабана для придания вихревого движения предварительно нагретому воздуху в зоне сгорания.

7. Барабанный смеситель по п.1, отличающийся тем, что труба для подачи жидкого асфальта имеет множество распылительных головок для распыления асфальта внутри смесительной камеры и для захватывания находящихся в воздухе твердых частиц в зоне смешивания.

8. Барабанный смеситель по п.1, отличающийся тем, что содержит камеру предварительного нагрева, выполненную в барабане рядом с зоной сгорания для приема пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала и имеющую возможность теплообмена с барабаном, для предварительного нагрева пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала внутри камеры предварительного нагрева, впускной канал в камеру предварительного нагрева для добавления пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала в камеру предварительного нагрева, причем камера предварительного нагрева имеет выпускное отверстие, расположенное между зоной сгорания и вторым торцом барабана, для выпуска предварительно нагретого пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала в смесительную камеру.

9. Барабанный смеситель по п.8, отличающийся тем, что имеет впускное отверстие в камеру предварительного нагрева для приема части нагретого заполнителя из сушильной камеры для смешивания с пригодным к переработке для вторичного использования асфальтосодержащим материалом в камере предварительного нагрева.

10. Барабанный смеситель по п.9, отличающийся тем, что содержит клапан для предотвращения прохода газов, находящихся внутри камеры предварительного нагрева, в сушильную камеру.

11. Барабанный смеситель по п.9, отличающийся тем, что камера предварительного нагрева ограничена кольцевым каналом вокруг внешней поверхности барабана.

12. Барабанный смеситель по п.9, отличающийся тем, что камера предварительного нагрева ограничена кольцевым каналом вокруг указанного барабана и проходит, в основном, в осевом направлении барабана; (имеется) впускное отверстие в камеру предварительного нагрева для прохода заполнителя из сушильной камеры в камеру предварительного нагрева с целью смешивания с пригодным к переработке для вторичного использования асфальтосодержащим материалом, причем выпускное отверстие из камеры предварительного нагрева расположено ниже впускного отверстия в направлении потока заполнителя для выпуска пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала и заполнителя вместе в указанную смесительную камеру.

13. Способ получения асфальтобетона, содержащий операции: ввода заполнителя рядом с первым торцем барабанного смесителя для обеспечения его прохода в направлении второго противоположного торца указанного барабанного смесителя; размещения наконечника горелки внутри указанного барабанного смесителя в промежуточном положении между торцами барабана, причем наконечник горелки ограничивает сушильную камеру для заполнителя между наконечником горелки и первым торцем барабанного смесителя и смесительную камеру между наконечником горелки и вторым торцем барабанного смесителя; образования горячих газообразных продуктов сгорания у наконечника горелки для их прохода через сушильную камеру в противотоке по отношению к потоку заполнителя через барабанный смеситель; смешивания горячего и высушенного заполнителя с асфальтом в смесительной камере для образования асфальтобетона и протекания газов из смесительной камеры в зону сгорания, образованную наконечником горелки, отличающийся тем, что обеспечивают всасывание газов из указанной смесительной камеры в результате протекания воздуха к наконечнику горелки и образование перепада давлений между смесительной камерой и сушильной камерой для понуждения протекания части газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры в смесительную камеру в противотоке к направлению потока горячих газообразных продуктов сгорания в сушильной камере.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что включает регулирование состава смеси воздуха и газа из смесительной камеры, подаваемой в горелку.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что включает предварительный нагрев воздуха, подаваемого к горелке, путем выполнения камеры предварительного нагрева вокруг барабана, имеющей теплообмен с горячими газообразными продуктами сгорания.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что включает подачу предварительно нагретого воздуха в виде вихря с целью повышения эффективности работы горелки.

17. Способ по п.13, отличающийся тем, что включает ввод вторично используемого асфальтосодержащего материала в смесительную камеру и предварительный нагрев вторично используемого асфальтосодержащего материала перед вводом его в смесительную камеру.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что включает смешивание горячего и высушенного заполнителя из сушильной камеры с вторично используемым асфальтосодержащим материалом перед вводом вторично используемого асфальтосодержащего материала в смесительную камеру.

19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что включает выполнение камеры предварительного нагрева вокруг барабана для предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала и для, в основном, предотвращения потока газов из камеры предварительного нагрева, расположенной вокруг барабана, в сушильную камеру.

20. Способ по п.17, отличающийся тем, что вторично используемый асфальтосодержащий материал предварительно нагревается в камере со стенками, удерживающими материал, и включающий ввод пыли в вторично используемый асфальтосодержащий материал перед вводом вторично используемого асфальтосодержащего материала в смесительную камеру с целью предотвращения прилипания вторично используемого асфальтосодержащего материала к стенкам камеры предварительного нагрева в процессе предварительного нагрева.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9